2025届高考物理一轮复习第一章运动的描述探究均变速直线运动规律第1讲运动的描述学案粤教版

PAGE14-第一章运动的描述探究均变速直线运动规律[高考导航]考点内容要求全国卷三年考情分析202420242024参考系、质点ⅠⅠ卷·T22：水滴计时器、瞬时速度、加速度Ⅱ卷·T22：平均速度、速度公式、v－t图象Ⅱ卷·T19：依据v－t图象分析追及相遇问题Ⅲ卷·T18：s－t图象的理解及应用T22：自由落体运动及相关的学问点Ⅰ卷·T18：以竖直上抛运动为背景，考查匀变速直线运动的规律T22：以斜面上的匀变速直线运动为背景，考查纸带的处理、瞬时速度、逐差法求加速度Ⅱ卷·T22：打点计时器的运用，逐差法求加速度，牛顿其次定律Ⅲ卷·T22：落体法测重力加速度，匀变速直线运动的推论位移、速度和加速度Ⅱ匀变速直线运动及其公式、图象Ⅱ试验一：探讨匀变速直线运动第1讲运动的描述学问要点一、质点质点是用来代替物体的有质量的点，质点是志向化模型。二、参考系在描述物体运动时，用来做参考的物体，通常以地面为参考系。三、时刻和时间1.时刻指的是某一瞬时，对应的是位置、瞬时速度、动能和动量等状态量。2.时间是两时刻的间隔，对应的是位移、路程、功和冲量等过程量。四、路程和位移1.路程指物体运动轨迹的长度，它是标量。2.位移是由初位置指向末位置的有向线段，它是矢量。五、平均速度与瞬时速度1.平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，即eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(s,t)，是矢量，其方向就是位移的方向。2.瞬时速度：物体在某一时刻或经过某一位置的速度，是矢量，其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向。六、加速度1.定义：物体速度的改变量和所用时间的比值。定义式：a＝eq\f(Δv,Δt)。单位：m/s22.方向：与Δv的方向一样，由F合的方向确定，而与v0、vt的方向无关，是矢量。基础诊断1.2024年国际泳联游泳世锦赛男子400米自由泳决赛中，中国选手孙杨以3分42秒44的成果夺得冠军，实现世锦赛该项目四连冠！下列说法正确的是()A.“3分42秒44”指的是时间间隔B.孙杨400米自由泳的平均速度为1.80m/sC.在探讨孙杨的技术动作时，可以把孙杨看成质点D.在游泳过程中，以游泳池里的水为参考系，孙杨是静止的解析时间间隔指一段时间，对应一个过程，孙杨游泳400米，是一个过程，故3分42秒44为时间间隔，A正确；依据平均速度定义式eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(s,t)得eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(0,t)＝0(位移为0)，B错误；质点是志向化的物理模型，物体的大小、形态对所探讨的问题没有影响或影响很小时，物体才可以看做质点，所以探讨孙杨的技术动作时，孙杨的形态不能忽视，即孙杨不能看做质点，C错误；孙杨在游泳过程中，以水为参考系，他是运动的，D错误。答案A2.[粤教版必修1·P25·T7]甲、乙两物体在同始终线上沿规定的正方向运动，它们的加速度分别为a甲＝4m/s2，a乙＝－4m/s2，那么，对甲、乙两物体的运动，下列推断正确的是()A.甲的加速度大于乙的加速度B.甲、乙两物体的运动方向肯定相反C.甲的加速度和速度方向一样，乙的加速度和速度方向相反D.甲、乙的速度值都是越来越大解析甲、乙的加速度大小相同，均为4m/s2，故A错误；加速度方向相反不代表速度方向肯定相反，故B错误；甲、乙速度方向为正，甲的加速度方向为正，与速度方向一样，乙的加速度方向为负，与速度方向相反，故C正确；甲加速度与速度方向相同，做加速运动，速度增大，乙的加速度方向与速度方向相反，做减速运动，速度减小，故D错误。答案C质点、参考系和位移理解质点、参考系和位移抓住“三点”(1)质点的模型化：建立模型。一是要明确题目中须要探讨的问题；二是看所探讨物体的形态和大小对所探讨问题的影响是否可忽视不计。(2)参考系的“两性”①随意性：参考系的选取原则上是随意的，通常选地面为参考系。②同一性：比较不同物体的运动必需选同一参考系。(3)位移的矢量性：一是位移只与初末位置有关；二是位移方向由初位置指向末位置。1.第18届亚洲运动会于2024年在印度尼西亚实行，本届亚洲运动会既有奥运项目，又有非奥项目。关于下列几种竞赛项目中的探讨对象，可以视为质点的是()A.探讨跳水竞赛中选手在空中的动作时B.确定帆船竞赛中帆船在水面上的位置时C.探讨乒乓球竞赛中选手发出的旋转球时D.100米终点裁判在分析运动员冲线过程时答案B2.(传统文化)下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()A.诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的B.“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的C.“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的D.升国旗时，视察到国旗冉冉升起，视察者是以“国旗”为参考系的答案C3.某同学某次运用打车软件后手机显示如图1所示，关于图中信息，下列说法正确的是()图1A.图中“距您0.8公里”中的0.8公里指的是位移B.图中“预料3分钟到达”中的3分钟指的是时刻C.在“预料3分钟到达”时间里，可以将汽车视为质点D.可以求得汽车的平均速度约为16km/h答案C平均速度瞬时速度1.区分与联系(1)区分：平均速度是过程量，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度是状态量，表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。(2)联系：瞬时速度是运动时间t→0时的平均速度。2.方法和技巧(1)推断是否为瞬时速度，关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”。(2)求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”。(3)eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(s,t)是平均速度的定义式，适用于全部的运动；eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(1,2)(v0＋vt)只适用于匀变速直线运动。(4)正确区分平均速度与平均速率：平均速度对应一段位移，平均速率对应一段路程；平均速率并非平均速度的大小。【例1】在某GPS定位器上，显示了以下数据：航向267°，航速36km/h，航程60km，累计100min，时间10：29：57，则此时瞬时速度和开机后平均速度为()A.3.6m/s、10m/s B.10m/s、10m/sC.3.6m/s、6m/s D.10m/s、6m/s解析GPS定位器上显示的航速为瞬时速度36km/h＝10m/s，航程60km，累计100min，平均速度为eq\f(60×103,100×60)m/s＝10m/s，故B正确。答案B1.暑假中某同学在公园跑步时，用手机计步器记录了自己的熬炼状况，如图2所示，则下列说法正确的是()图2A.图中的5.0km/h为平均速度B.图中的5.0km/h为瞬时速度C.图中的5.0km/h为平均速率D.图中的5.0km/h为平均速度的大小解析由于人行走的路途不是直线，所以图中的6.65公里是路程，不行能是位移，所以图中的5.0km/h不行能为平均速度，更不行能为瞬时速度，选项A、B错误；因为平均速率等于路程与时间的比值，图中的5.0km/h为平均速率，留意平均速率不是平均速度的大小，选项C正确，D错误。答案C2.一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离x随时间t改变的关系为x＝5＋2t3(m)，它的速度随时间t改变的关系为v＝6t2(m/s)，该质点在t＝0到t＝2s间的平均速度和t＝2s到t＝3s间的平均速度的大小分别为()A.12m/s39m/s B.8m/s38m/sC.12m/s19.5m/s D.8m/s13m/s解析平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(Δx,Δt)，t＝0时，x0＝5m；t＝2s时，x2＝21m；t＝3s时，x3＝59m。eq\o(v,\s\up6(－))1＝eq\f(x2－x0,Δt1)＝eq\f(21－5,2)m/s＝8m/s，eq\o(v,\s\up6(－))2＝eq\f(x3－x2,Δt2)＝eq\f(59－21,1)m/s＝38m/s，故选项B正确。答案B3.[拓展——极限思想的应用]如图3所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt，测得遮光条的宽度为Δs，用eq\f(Δs,Δt)近似代表滑块通过光电门的瞬时速度，为使eq\f(Δs,Δt)更接近瞬时速度，正确的措施是()图3A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的仪器的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角解析换用宽度更窄的遮光条，Δs减小，Δt减小，eq\f(Δs,Δt)更接近瞬时速度，选项A正确。答案A加速度的理解及计算1.速度、速度的改变量和加速度的对比物理量速度v速度的改变量Δv加速度a物理意义表示运动的快慢和方向表示速度改变的大小和方向表示速度改变的快慢和方向，即速度的改变率公式v＝eq\f(s,t)Δv＝vt－v0a＝eq\f(vt－v0,t)单位m/sm/sm/s2关系三者无必定联系，v很大，Δv可以很小，甚至为0，a可大可小2.两个公式的说明a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(vt－v0,t)是加速度的定义式，加速度的确定式是a＝eq\f(F,m)，即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同确定，加速度的方向由合力的方向确定。【例2】(速度、速度的改变量及加速度关系的理解)质点以加速度a做匀变速直线运动，经过一段时间t，质点的速度为v，速度的改变量为Δv，则()A.a越大v也越大B.a越大Δv可能越小C.a与Δv方向肯定相同D.a与Δv方向肯定相反解析依据a＝eq\f(Δv,t)知，加速度越大，速度改变越快，但是末速度不肯定大，故A项错误；依据a＝eq\f(Δv,t)知，加速度越大，时间肯定时，速度改变量越大，故B项错误；加速度的方向与速度改变量的方向相同，故C项正确，D项错误。答案C【例3】(加速度的计算)(多选)一物体做加速度不变的直线运动，某时刻速度大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s，在这1s内该物体的()A.加速度可能为6m/s2，方向与初速度的方向相同B.加速度可能为6m/s2，方向与初速度的方向相反C.加速度可能为14m/s2，方向与初速度的方向相同D.加速度可能为14m/s2，方向与初速度的方向相反解析当时、末速度方向相同时，a＝eq\f(vt－v0,t)＝eq\f(10－4,1)m/s2＝6m/s2，方向与初速度的方向相同，A正确，B错误；当时、末速度方向相反时，a＝eq\f(vt－v0,t)＝eq\f(－10－4,1)m/s2＝－14m/s2，方向与初速度的方向相反，C错误，D正确。答案AD1.在一次跳伞训练中，伞兵从悬停在空中的直升机上竖直向下跳出后，初速度v0＞0，加速度a＞0，下降过程中a值不断减小直至为零，该伞兵的()A.速度不断减小，位移先增大后减小B.速度不断减小，最终做匀速直线运动C.速度不断增大，当a＝0时，位移达到最大值D.速度不断增大，当a＝0时，速度达到最大，位移不断增大解析伞兵下降过程中，由于a＞0，所以速度始终增大，当a＝0时，速度达到最大，此后做匀速直线运动，位移接着增大，A、B、C错误，D正确。答案D2.小李在网络上观看“神州十一号”飞船放射视频，分别截取火箭放射后第6s末和第8s末的图片，如图4所示，他又上网查到运载“神州十一号”的长征二号FY11运载火箭全长58m，则火箭放射后第6s末至第8s末的平均速度最接近()图4A.20m/s B.14m/sC.10m/s D.5.8m/s解析由题图可以看出，在火箭放射后第6s末和第8s末内通过的位移大约等于运载火箭全长的eq\f(2,3)，s＝eq\f(2,3)×58m≈39m，火箭放射后第6s末至第8s末的平均速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(39,2)m/s≈20m/s，故A正确、B、C、D错误。答案A课时作业(时间：30分钟)基础巩固练1.下列说法中符合实际的是()A.出租汽车按位移的大小收费B.相对于不同的参考系来描述同一个物体的运动其结果肯定不同C.路程、位移、速度都是矢量D.当物体沿直线朝一个方向运动时，位移的大小等于路程解析出租汽车按路程收费，选项A错误；将两个相对静止的物体分别做参考系视察另一个物体的运动，视察结果是相同的，选项B错误；路程是标量，选项C错误；物体沿直线朝一个方向运动时，位移的大小等于路程，选项D正确。答案D2.如图1，一小挚友从右侧用5s的时间爬上滑梯，停10s后从左侧的滑梯由静止起先滑到水平地面，用时3s。下列说法正确的是()图1A.他爬上去和滑下来的位移相同B.他整个过程用时18s，指的是时间间隔C.他爬上去和滑下来的平均速度相同D.他爬上去和滑下来的路程肯定相等答案B3.一位女士由于驾车超速而被警察挡住，警察走过来对她说：“太太，您刚才的车速是60公里每小时！”这位女士反对说：“不行能的！我才开了6分钟，还不到一小时，怎么可能走了60公里呢？”依据以上对话及图2下列说法正确的是()图2A.女士说的6分钟是时间，60公里是位移B.警察说的60公里每小时是指平均速度C.图中的eq\o(○,\s\up1(50))指的是瞬时速度D.图中的eq\o(○,\s\up1(50))指汽车在1小时内行驶的路程不能超过50公里解析6分钟是时间，60公里是路程，60公里每小时是瞬时速度。eq\o(○,\s\up1(50))指瞬时速度不能超过50km/h，C正确，A、B、D错误。答案C4.中国闻名女子排球运动员朱婷于2024年9月29日获得世界杯最有价值球员，这也是她继2024年世界杯后再次夺得这一奖项，成为女排世界杯历史上首位蝉联MVP的球员，在竞赛中朱婷跳起将以18m/s速度水平飞来的排球迎面击出，球以22m/s的速率水平返回(如图3所示)，假设排球被击打过程中的平均加速度大小为200m/s2，则运动员对排球的击打时间为()图3A.0.02s B.0.20sC.0.11s D.0.09s解析由a＝eq\f(Δv,Δt)得Δt＝eq\f(Δv,a)＝eq\f(40,200)s＝0.20s，故B项正确。答案B5.校运会400m竞赛中，终点在同始终线上，但起点不在同始终线上(如图4所示)。关于这样的做法，下列说法正确的是()图4A.这样做目的是使参与竞赛的同学位移大小相同B.这样做目的是使参与竞赛的同学路程相同C.这样做目的是使参与竞赛的同学所用时间相同D.这种做法其实是不公允的，明显对外侧跑道的同学有利解析校运会400m竞赛，其跑道是弯的，为了保证其路程均为400m，终点在同始终线上，起点不在同始终线上，故B正确。答案B6.人们越来越多地运用手机进行导航，如图5所示是某人从杭州市中心驾车去武林广场的手机导航的截屏画面，该地图供应了①②③三种驾车线路规划方案及相对应的数据，实际行驶中导航提示：“前方有测速，限速50千米……”。下列说法不正确的是()图5A.①②③三条线路方案的位移相同B.探讨汽车在地图上的实时位置时，汽车可以被看成质点C.图中显示23分钟和6.9公里分别指的是时间间隔和路程D.导航提示的“限速50千米”指的是限制汽车的平均速度不超过50km/h解析因汽车起点与终点相同，故位移相同，选项A正确；探讨汽车在地图上的实时位置时，汽车的形态、大小可以忽视，汽车可以视为质点，选项B正确；23分钟与6.9公里的含义分别是须要行驶的时间和这段时间内汽车行驶的路程，选项C正确；限速50千米是指限制汽车的瞬时速度不超过50km/h，选项D错误。答案D7.有一个方法可以用来快速估测闪电处至视察者之间的直线距离：只要数出自视察到闪电起至听到雷声的时间——t秒，就能估算出以千米为单位的闪电处至视察者之间的直线距离s。已知空气中的声速为340m/s，则s约为()A.tkm B.eq\f(t,2)kmC.eq\f(t,3)km D.eq\f(t,4)km解析忽视光传播的时间，则声音从闪电处传到视察者用时t秒，声速v＝340m/s≈eq\f(1,3)km/s，所以s＝vt≈eq\f(t,3)km，选项C正确。答案C8.如图6所示“50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，其中“50”称为G值，G值越大，加速越快。G值的大小为车辆从静止加速到100km/h(百公里加速)的平均加速度(其单位为国际单位)的10倍。某车百公里加速时间为6.2s，由此推算，该车的新尾标应当是()图6A.30TFSI B.35TFSIC.40TFSI D.45TFSI解析依据加速度定义可得汽车的加速度为a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(100,3.6×6.2)m/s2≈4.5m/s2，则可知，该车的G值为4.5×10＝45，所以其新尾标应为45TFSI，选项D正确。答案D9.(多选)湖中O处有一视察站，一小船从O处动身始终向东行驶4km，又向北直线行驶3km，则下列说法正确的是(sin37°＝0.6)()A.相对于O处的视察员，小船运动的路程为7kmB.相对于小船，O处的视察员始终处于静止状态C.相对于O处的视察员，小船最终位于东偏北37°方向5km处D.相对于湖岸上的另一视察员，小船不行能是静止的解析在O处的视察员看来，小船最终离自己的距离为eq\r(32＋42)km＝5km，方向为东偏北θ角，满意sinθ＝eq\f(3,5)，即θ＝37°，运动的路程为7km，选项A、C正确；由运动的相对性可知B错误；若湖岸上的视察员运行速度大小、方向均与小船一样，则小船相对视察员而言是静止的，选项D错误。答案AC综合提能练10.(多选)甲、乙、丙三人到某超级商场去购物，他们分别在三个都正常运行的电梯上向上一层楼或向下一层楼运动，如图7所示。关于他们运动的说法正确的是()图7A.乙相对丙静止，相对甲运动B.乙相对甲静止，相对丙运动C.甲与丙在竖直方向上是相对静止的D.甲与丙在水平方向上是相对静止的解析由题图可知，甲正由二楼下到一楼，乙正由三楼下到二楼，丙则正由一楼上到二楼。由于电梯的正常运行的速率相等，电梯的倾角又相同，所以乙相对甲静止，相对丙运动；甲与丙在水平方向上是相对静止的，故B、D项正确。答案BD11.(多选)关于合力、加速度、速度，以下说法正确的是()A.若F和v同向，当F渐渐减小时，a渐渐减小，v渐渐减小B.若F和v同向，当F渐渐减小时，a渐渐减小，v渐渐增大C.若F和v反向，当F渐渐增大时，a渐渐增大，v渐渐增大D.若F和v反向，当F渐渐增大时，a渐渐增大，v渐渐减小解析由牛顿其次定律可知，加速度的方向与力的方向相同，大小与合外力成正比；若F与v同向，则加速度与速度同向，物体做加速运动，当力F减小时，加速度在减小，但速度接着增大，故A项错误，B项正确；若F和v反向，加速度与速度反向，物体做减速运动，当力增大时，加速度增大，但物体的速度减小，故C项错误，D项正确。答案BD12.(多选)(2024·湖北荆州调研)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和v2，v1、v2在各个时刻的大小如表中所示，从表中数据可以看出()t/s01234v1/(m·s－1)18.017.517.016.516.0v2/(m·s－1)9.811.012.213.414.6A.火车的速度改变较慢B.汽车的加速度较小C.火车的位移在减小D.汽车的位移在增加解析从表格中可得火车的加速度a火＝eq\f(Δv火,Δt火)＝eq\f(－0.5,1)m/s2＝－0.5m/s2，汽车的加速度a汽＝eq\f(Δv汽,Δt汽)＝eq\f(1.2,1)m/s2＝1.2m/s2，故火车的加速度较小，火车的速度改变较慢，A正确，B错误；由于汽车和火车的速度始终为正值，速度方向不变，则位移都增加，C错误，D正确。答案AD13.为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d＝3.0mm的遮光板。如图8所示，滑块